西门子6ES7 400-0HR00-4AB0

6ES7405-0DA02-0AA0

6ES7405-0KA02-0AA0

6ES7405-0KR02-0AA0

6ES7405-0RA02-0AA0

PS405, 24 VDC, 5 VDC/4 A

PS405, 24/48/60 VDC, 5 VDC/10 A

PS405,24/48/60 VDC,5 VDC/10 A,RED

PS405, 24/48/60 VDC, 5 VDC/20 A

供电电压

额定值，24 V DC

√

√

√

√

额定值，48 V DC

√

√

√

√

额定值，60 V DC

√

√

√

√

允许范围,下限(DC)

19.2 V；动态 18.5 V

19.2 V；动态 18.5 V

19.2 V；动态 18.5 V

19.2 V；动态 18.5 V

允许范围，上限 (DC)

72 V；动态 75.5 V

72 V; 动态 75.5 V

72 V; 动态 75.5 V

72 V; 动态 75.5 V

电源缓冲

• 电源/电压故障存储能量保持时间

20 ms

20 ms

20 ms

20 ms

• 建议使用符合 NAMUR 标准的电源缓冲

√

√

√

√

输入电流

额定值，24 V DC 时

2 A

4 A

4 A

7 A

额定值，48V DC 时

1 000 mA

2 A

2 A

3.2 A

额定值，60 V DC 时

800 mA

1.6 A

1.6 A

2.5 A

冲击电流，Z大

18 A；一半Z大值 20 ms 时，全宽

18 A；一半Z大值 20 ms 时，全宽

18 A；一半Z大值 20 ms 时，全宽

56 A；一半Z大值 1.5 ms 时，全宽

输出电压

额定值，5V DC

√

√

√

√

额定值，24V DC

√

√

√

√

输出电流

用于背板总线 (5V DC)，Z大

4 A；不需要基础负载

10 A；不需要基础负载

10 A；不需要基础负载

20 A；不需要基础负载

用于背板总线(24V DC)，Z大

0.5 A；防空载

1 A；防空载

1 A；防空载

1 A；防空载

短路保护

√

√

√

√

功率

功耗，典型值

48 W

95 W

95 W

168 W

功耗

功耗,典型值

16 W

20 W

20 W

44 W

后备电池

后备电池

• 后备电池(选件)

√；1 x 锂电池 AA；3.6 V/2.3 Ah

√；2 x 锂电池 AA；3.6 V/2.3 Ah

√；2 x 锂电池 AA；3.6 V/2.3 Ah

√；2 x 锂电池 AA；3.6 V/2.3 Ah

电隔离

初级/次级

√

√

√

√

防护等级

保护类别

1；使用保护导体

1；使用保护导体

1；使用保护导体

1；使用保护导体

标准与认证

FM 认证

√；Ta： 0℃ ～ 60℃，T4

√；Ta： 0℃ ～ 60℃，T4

√；Ta： 0℃ ～ 60℃，T4

√；Ta： 0℃ ～ 60℃，T4

连接方法

连接电缆/横截面

3 x 1.5 mm2，实心线或绞线（带端套），外径 3 至 9 mm

3 x 1.5 mm2，实心线或绞线（带端套），外径 3 至 9 mm

3 x 1.5 mm2，实心线或绞线（带端套），外径 3 至 9 mm

3 x 1.5 mm2，实心线或绞线（带端套），外径 3 至 9 mm

外形尺寸

宽

25 mm

50 mm

50 mm

50 mm

高

290 mm

290 mm

290 mm

290 mm

深

217 mm

217 mm

217 mm

217 mm

所需插槽

1

2

2

2

重量

重量，约

760 g

1 200 g

1 200 g

1 300 g

6ES7407-0DA02-0AA0

6ES7407-0KA02-0AA0

6ES7407-0KR02-0AA0

6ES7407-0RA02-0AA0

供电电压

额定值，110 V DC

√；额定值 120 VDC

√；额定值 120 VDC

√；额定值 120 VDC

√；额定值 120 VDC

额定值，230V DC

√

√

√

√

允许范围，下限(DC)

88 V

88 V

88 V

88 V

允许范围,上限(DC)

300 V

300 V

300 V

300 V

2、MM440周期性数据通讯的报文说明
MM440周期性数据通讯报文有效 数据区域由两部分构成，即PKW区（参数识别ID－数值区）和PZD区（过程数据），见表1。PKW区Z多占用4个字，即PKE（参数标识符值：占用一个字）、IND（参数的下标：占用一个字）、PWE1和PWE2（参数数值：共占用两个字）。S7-300使用功能块SFC14/SFC15读取和修改参数需要占用4个PKW，即调用一次功能块可以修改一个参数。PKW区的说明见表2。下面分别介绍一下PKW区的四个字。

表1

表2

（1）DY个字PKE：参数识别标识ID，见表3。

表3

参数识别标记ID（PKE）总是一个16位的值，位0~10（PNU）包括所请求的参数号码，位11（SPM）用于参数变更报告的触发位，位12~15（AK）包括任务识别标记ID（见表4）和应答识别标记ID（见表5）。

表4

表5

（2）第二个字IND：参数的下标
完整的参数号码是由基本参数号码和下标（PNU页号）中的位12-15产生，见表6。因为MM440参数号码没有超过4000，所以在读取和修改参数号为2000到3999时位15-12中必须为1。

表6

（3）第三个字PWE1和第四个字PWE2：参数数值，见表7。
总是以双字（32位）来传送参数值（PWE）。在PPO报文中，仅一个参数值能被传送。由PWE1（高位有效字：第三个字）和PWE2（低位有效字：第四个字）组成一个32位参数值。用PWE2（低位有效字：第四个字）传送一个16位参数值，这种情况下，必须在PROFIBUS-DP主站中，设定PWE1（高位有效字：第三个字）为零。

表7

•  位0到15（PWE2）：用于16位参数的参数值或用于32位参数的低位部分。
•  位16到31（PWE1）：用于等于零的1位参数或用于32位参数的高位部分。

3、MM440非周期性数据通讯的报文说明
MM440支持非周期通讯方式，即扩展的PROFIBUS DP（DPV1）功能，一次Z多可以传送240个字节，传输数据块的内容应遵照 PROFIdrive Profile, version 4.0(with data block 47 (DS47))非周期参数通道结构。它包括参数请求和参数应答两部分。

（1）参数请求包括请求标题、参数地址和参数值，见表8。

表8

（2）参数应答描述见表9：

表9

4、硬件组态和站地址设置
本例中主站选用的是CPU319F-3 PN/DP，版本为V2.6，从站MM440的DP地址为5，MM440的版本为V2.09，选择的报文结构是PPO1，即含有4个PKW和2个PZD，见图1。也可以选择其他报文类型，只要含有4个PKW就可以，见图2。本例中PKW的地址范围是256~263，PZD的地址范围是264~267。

 

图1                                                                                     图2

5、周期性DP通讯读取和修改参数例程
首先在主程序OB块中调用SFC14（读取参数）和SFC15（修改参数），功能块中LADDR为W#16#100，实际就是PKW的起始地址，DB1.DBB 0开始的8个字节是读到的值，DB1.DBB 24开始的8个字节是需要修改的参数值，见图3。M20.0为使能位，同时需要建一个DB1块。因为参数2000以下和2000以上的报文中IND不同，本文则以实例分别介绍如何读取和修改MM440的单字、双字和浮点数的三种参数类型。

图3

修改和读取2000以上参数方法：在下面的图中上部红色框中为实际修改后的值，由功能块SFC14读回来，下部红色框中为希望修改参数值的报文。

（1） 单字：修改参数P2010[1]为6，见图4。

修改参数请求报文
PKE=DB1.DBW 24=200A
IND=DB1.DBW 26=0180
PWE1=DB1.DBW 28=0000
PWE2=DB1.DBW 30=0006
实际应答报文
PKE=DB1.DBW 0=100A
IND=DB1.DBW 2=0180
PWE1=DB1.DBW 4=0
PWE2=DB1.DBW 6=6

图4

（2） 双字：修改参数P2200[1]为1，见图5。
修改参数请求报文
PKE=DB1.DBW 24=80C8
IND=DB1.DBW 26=0180
PWE1=DB1.DBW 28=0001
PWE2=DB1.DBW 30=0000

实际应答报文
PKE=DB1.DBW 0=50C8
IND=DB1.DBW 2=0180
PWE1=DB1.DBW 4=0001
PWE2=DB1.DBW 6=0000

图5

（3） 浮点数：修改参数P2240[1]为40.0，见图6。

修改参数请求报文
PKE=DB1.DBW 24=80F0
IND=DB1.DBW 26=0180
PWE1+PWE2=DB1.DBD 28=40.0

实际应答报文
PKE=DB1.DBW 0=50F0
IND=DB1.DBW 2=0180
PWE1+PWE2=DB1.DBD 4=40.0

图6

修改和读取2000以下参数方法：下面的图中上部红色框中为实际修改后的值，由功能块SFC14读回来，下部红色框中为希望修改参数值的报文。

（1） 单字：修改参数P0701[0]为2，见图7。

修改参数请求报文
PKE=DB1.DBW 24=72BD
IND=DB1.DBW 26=0000
PWE1=DB1.DBW 28=0000
PWE2=DB1.DBW 30=0002

实际应答报文
PKE=DB1.DBW 0=42BD
IND=DB1.DBW 2=0000
PWE1=DB1.DBW 4=0000
PWE2=DB1.DBW 6=0002

图7

（2） 双字：修改参数P1020[0]为1，见图8。

修改参数请求报文
PKE=DB1.DBW 24=83FC
IND=DB1.DBW 26=0000
PWE1=DB1.DBW 28=0001
PWE2=DB1.DBW 30=0000

实际应答报文
PKE=DB1.DBW 0=53FC
IND=DB1.DBW 2=0000
PWE1=DB1.DBW 4=0001
PWE2=DB1.DBW 6=0000

图8

（3） 浮点数：修改参数P1120[1]为40.0，见图9。
修改参数请求报文
PKE=DB1.DBW 24=8460
IND=DB1.DBW 26=0100
PWE1+PWE2=DB1.DBD 28=40.0
实际应答报文
PKE=DB1.DBW 0=5460
IND=DB1.DBW 2=0100
PWE1+PWE2=DB1.DBD 4=40.0

图9

6、非周期DP通讯读取和修改参数例程

方法一：使用SFB52/SFB53对MM440进行非周期DP通讯读取参数时必须要成对出现，即先发送读请求块SFB53，然后发送SFB52块读取参数；而修改参数只需要发送功能块SFB53就可以。功能块中ID的地址可以设置为PZD或者PKW的地址，也可以设置为诊断地址，本例中设为诊断地址W#16#1FFA；功能块中INDEX必须为47；建议功能块中LEN和RECORD的长度一致，或者RECORD的长度大于LEN的长度，只要小于240字节即可，见图10。程序中先置M0.0为1发出读请求，然后程序自动把M0.0复位为0；再置M0.1为1进行读取参数，M0.1也自动复位为0。

读请求                                                                                     读参数
                                                图10

方法二：使用SFC58/SFC59对MM440进行非周期DP通讯读取参数必须要成对出现，即先发送读请求块SFC59，然后发送SFC58块读取参数；而修改参数只需要发送功能块SFC59就可以。功能块中LADDER的地址可以设置为PZD或者PKW的地址，也可以设置为诊断地址，本例中设为诊断地址W#16#1FFA；功能块中IOID必须设置为B#16#54；功能块中RECNUM必须为B#16#2F，即十进制必须为47；程序中先置M2.0为1发出读请求，然后程序自动把M2.0复位为0；再置M2.1为1进行读取参数，M2.1也自动复位为0，见图11和图12。

读请求                                                                                         读参数

                                                                图11

图12

（1）一次读取参数P1120的三个下标值和P1121的三个下标值，报文结构说明见图13，其中DB1.DBB 2（驱动单元ID号码）：可以取值为0或1或2。实际设置见图14。

图13

读请求                                                                                     读参数

图14

（2）单字：修改参数P0701的三个下标值均为9，主程序调用功能块SFC59，见图15，M3.1置后则自动复位为0。实际修改参数见图16。STARTER软件中参数P0701的三个下标值均被修改为9，见图17。

图15

图16

图17

（3）双字：把参数P2200的三个下标值都修改为1，实际修改参数见图18，STARTER软件中参数被修改为1，见图19。

图18

图19

（4）浮点数：把参数P1120的三个下标修改为11.0/7.0/30.0，实际修改参数见图20，STARTER软件中参数被修改为11.0/7.0/30.0，见图21。

图20

图21

一、PROFINET IO / RT通讯功能概述

CPU319-3 PN/DP与SINAMICS S120 之间通过PROFINET IO / RT可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通过PROFINET周期性通讯方式可将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器；使用标准S7功能块SFB52 / SFB53，可以实现非周期性数据交换，读取或写入驱动器的参数。

二、S7-300/400与S120装置的连接

1．硬件连接

西门子6ES7407-0DA02-0AA0
图 1.

(1). 通过PROFINET IO / RT 连接 SIMATIC CPU 319-3 PN/DP 及 CU310PN.

2.硬件：

3、使用的软件

• STEP7 V5.4 SP2 HF3

• SCOUT V4.1 SP1

• STARTER V4.1 SP1

• S120 V2.5 SP1 HF1

• GSD V2.1文件:gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-20070726.xml

在CF 卡中的路径: \\SIEMENS\SINAMICS\DATA\CFG\CBE20GSD.ZIP

4、通讯概览

Net Pro通讯配置

图 2.

IP 地址及通讯名称:

注意：所有节点的子网掩码：255.255.255.0。

三、必备条件

1.  PROFINET IO 条件

在本例中对于使用的软件版本，还应满足下列条件：

应用例程的发送时钟为 1 ms。更新时间应设为 2n ms，此值可允许的范围为：

1 ms 至 512 ms。

四、项目配置

1、 Drive

2、硬件组态

(1)安装SINAMCIS S120 CU310PN 的GSD文件

对于PROFIBUS DP 及 PROFINET IO 需要的所有 GSD 文件存在S120的CF卡中，将这些文件拷贝至本地硬盘并解压缩。

在硬件配置中选择“Options => Install GSD file"

图 3.

GSD V2.1 (gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-yyyymmdd.xml) 可被安装。

GSD文件安装后，设备会出现在硬件组态的如下目录中:

"PROFINET IO => Drives => SINAMICS => GSD => SINAMICS S120 CU310PN from 2.5"。

注意：

    •   GSD 子文件夹只有在安装DriveES 或 SIMOTION SCOUT后才有效。否则 GSD设备可直接在SINAMICS 文件夹中被找到。

    •   如果安装了 DriveES Basic / Simatic 或 SIMOTION SCOUT，则不必安装 GSD 文件。

(2)对于CPU319建立PROFINET网络

图 4.

在插入CPU319-3PN/DP时会弹出建立PROFINET网络的窗口，在此新建一个PROFINET网络并设置此PLC PN节点的IP地址及子网掩码。

(3)将CP310PN拖曳至PROFINET总线上(若安装GSD文件)

图 5.

将CP310PN拖曳至PROFINET总线上(若安装Drive ES)

图 6.

(4)双击310PN，打开其属性窗口

分配其设备名称及IP地址，此处选择“Assign IP address via IO controler”。

图 7.

(5)分配310PN控制的驱动及IO报文

图 8.

(6)在"IO Cycle"中设置数据处理及响应监控的更新时间

图 9.

3、初始化通讯节点

在硬件组态画面中，点击 "PLC =>Ethernet => Edit Ethernet nodes"，在打开的画面中网络可被浏览，通过此画面配置310PN的设备名称及IP地址。

图 10.

五、使用STARTER / SCOUT调试

在 SIMATIC Manager 中鼠标右键点击SINAMICS_CU310_PN ，选择“open object”，可通过 STARTER/SCOUT调试工具将CU310_PN 项目打开。

图 10.

可通过使用"Automatic configuration"对驱动装置在线进行自动配置。配置结束后通过"Copy RAM to ROM"将参数存贮至CF卡中。

本例中：

    •   驱动装置选择报文“telegram 1 ”。

    •   CU单元选择报文“telegram 390。

图 11.

CU参数化:

鼠标右键点击"CU_S_126" ，选择"Expert => Expert list"打开专家参数列表，可改变下列参数：

    • P728.8 = output: DI/DO 8 可用于数字量输出 (如果p922=390，自动设置
      p738=2091.0)。

    • P922: PROFIBUS PZD SIEMENS telegram 390 (390)。

    • p2104 BI: 2. Acknowledge faults SERVO_02 : r2090.7。

六、通过PN总线对电机起、停及速度控制

       S7-300/400PLC通过PROFINET周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。

       (1)       控制字中Bit0做电机的起、停控制。

       (2)       主设定值为速度设定值，频率设定值和实际值要经过标准化，使得4000H(十六进制)对应于100%，发送的Z高频率(Z大值)为7FFFH(200%)。可以在P2000中修改参考频率(缺省值为50Hz)。

       (3)       当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令进行数据传送；当组态的报文结构  PZD〉2，在S7-300/400中需调用SFC14和SFC15系统功能块。

        •   SFC14(“DPRD_DAT”)用于读驱动装置的过程数据。

        •   SFC15(“DPWR_DAT”)用于将过程数据写入驱动装置。

例子：SERVO_02 ”控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序

       (1) 控制驱动器运行：

    通过先发送控制字(STW1)047E然后发送047F来启动驱动器，该数据控制字在DB10.DBW4(见图13)中指定，主设定值在DB10.DBD6中设定，运行信号为M1.0。这些值均通过变量表“Drive_Run”设定及监控。控制程序见图12。

   （2）停止驱动器：

       应发送控制字047E至驱动器。

   （3）读取驱动器状态字及频率实际值：

       PLC接收状态字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驱动器传来的频率实际值，存放在DB10.DBW2中。

图12.  控制程序

图13. DB10

七、驱动器参数的读取及写入

1.扩展PROFIDRIVE功能(DPV1)

非周期性数据传送模式允许：

    •    交换大量的用户数据

    •    用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以实现非周期性数据交换。传输数
       据块的内容应遵照 PROFIdrive参数通道(DPV1)数据集DS47（非周期参
       数通道结构）。

2. 参数请求及参数应答的结构

    参数请求包括三部分：请求标题、参数地址及参数值。

表2.参数请求格式

表3.参数应答格式

表4.参数请求及应答描述

表5.在DPV1参数应答中的错误值描述

3. S7-300/400PLC通过PROFINET非周期性通讯方式读取驱动器参数。

请注意：PLC读取驱动器参数时必须使用两个功能块SFB52 / SFB53 (程序参见图14)

举例如下：

(1) 使用标志位M10.0及功能块SFB53将读请求(数据集RECORD DB1)(图15)发送至驱动器。 

       将M10.0设定为数值1启动读请求，当读请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生，而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息。

(2) 使用标志位M10.2及功能块SFB52读取参数的请求响应(响应块DB2)(参见图16) 。

    将M10.2设定为数值1读取参数请求响应，完成后必须将该位置0，结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生，而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息。

图14.  读取驱动器参数程序



图15.  “写”请求数据块DB1

图16.  驱动器返回参数值数据块DB2

4. S7-300/400PLC通过PROFINET非周期性通讯方式修改驱动器参数P1217。

举例如下：

       PLC写参数时只需使用SFB53，在本项目的Network 4中发送写请求DB101 (参见图18) 到驱动器； PLC读“写参数”响应时需使用SFB52，在本项目中读取驱动器返回的参数值数据块为DB102 (参见图19) 。程序参见图17。

 (1) 将M11.0设定为数值1启动写请求，当写请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生，而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息。

(2)  将M11.2设定为数值1读请求，完成后必须将该请求置0，结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生，而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息。

图17.  写入驱动器参数程序

图18.  写请求DB101

图19.  驱动器返回的数据块DB102